Разновидности систем автоматического регулирования
Система автоматического регулирования – это совокупность объекта регулирования и регулятора, которые взаимодействуют между собой в соответствии с алгоритмом управления.
Различают следующие виды систем автоматического регулирования:
- Системы стабилизации. В данных системах автоматического регулирования регулируемая величина поддерживается постоянной во времени и при постоянном задании.
- Системы программного управления. В данных системах автоматического регулирования регулируемая величина изменяется во времени по заранее известному закону, в соответствии с которым изменяется задание.
- Следящие системы. В данных системах автоматического регулирования регулируемая величина изменяется по неизвестному закону, определяющемуся внешними независимыми процессами.
В зависимости от числа регулируемых величин системы автоматического регулирования делятся на одномерные и многомерные. В зависимости от характера электрических сигналов системы автоматического регулирования делятся на дискретные, непрерывные и системы с гармоническим сигналом. Дискретные системы делятся на цифровые, импульсные и релейные.
Основные свойства систем автоматического регулирования
Одним из самых важных свойств системы автоматического регулирования является поведение параметров системы во времени. Например, если во время эксплуатации параметры системы не изменяются, то такая система является стационарной, а в противном случае - нестационарной. Помимо этого, стоит выделить системы с распределенными параметрами, то есть. системы, содержащие распределенные в пространстве элементы, например, длинные электрические линии и т. п.
Вышеперечисленные свойства систем автоматического регулирования определяют вид математического описания протекающих процессов. При этом необходимо иметь ввиду, что подавляющее большинство систем обладают свойством инерционности. Поэтому в системах автоматического регулирования можно наблюдать переходной процесс и установившийся режим. Самым приемлемым способом математического описания в данном случае являются дифференциальные уравнения (для непрерывных систем) или разностные уравнения (для дискретных систем). Вид дифференциального уравнения зависит от основных свойств, которыми обладает система автоматического регулирования. В самых простых случаях это линейные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.
В зависимости от характера внешних воздействий (внешнее воздействие может быть возмущающим или задающим) системы автоматического регулирования делятся на детерминированные и стохастические. В детерминированных системах автоматического регулирования внешнее воздействие имеет вид постоянной функции времени. В стохастических системах внешнее воздействие имеет вид случайной функции.
По свойствам ошибки или отклонения в установившемся режиме системы автоматического регулирования делятся на статические и астатические системы. Система, в которой величина установившейся ошибки или отклонения зависит от величины возмущения, при постоянном задании, является статической системой по возмущению. Если установившаяся ошибка никак не зависит от величины возмущения, то система является астатической системой первого порядка. В том случае, если установившаяся ошибка никак не зависит от первой производной возмущающего воздействия, то такая система является астатической системой второго порядка. Помимо этого, различают статизм и астатизм по задающему воздействию. В данном случае возмущение считается постоянным и установившимся, а ошибка рассматривается в зависимости от величины задающего воздействия.
Также в большинстве случаев система автоматического регулирования должна обладать следующими свойствами:
- Система должна образовывать замкнутую цепь - контур регулирования.
- Система должна передавать регулирующее воздействие вдоль контура в одном определенном направлении.
- Регулирующее воздействие системы на регулируемый объект должно вызывать изменение регулируемой величины, которое должно быть противоположно по знаку изменению, вызванному возмущающим воздействием.
